I ricercatori del California Institute of Technology hanno compiuto un significativo progresso nella realizzazione di computer quantistici sempre più avanzati. Hanno infatti sviluppato il sistema di qubit più grande mai costruito, composto da 6.100 atomi intrappolati in una griglia, superando di gran lunga i precedenti sistemi che contavano solo poche centinaia di qubit. Questo innovativo risultato è stato pubblicato il 2 gennaio 2025 sulla rivista Nature.
Il futuro dei computer quantistici
I computer quantistici necessitano di un numero elevato di qubit per risolvere problemi complessi in vari ambiti, tra cui fisica, chimica e biologia. A differenza dei bit tradizionali, i qubit possono esistere in più stati contemporaneamente, grazie a un fenomeno noto come sovrapposizione. Questa caratteristica conferisce ai computer quantistici un potenziale superiore rispetto ai computer classici per l’esecuzione di calcoli complessi, ma al contempo rende i qubit più vulnerabili e soggetti a errori. Per affrontare queste problematiche, i ricercatori puntano a costruire sistemi quantistici con qubit aggiuntivi e ridondanti per garantire una corretta correzione degli errori.
La realizzazione della griglia di atomi
Nel loro tentativo di realizzare un sistema così ampio, il team del Caltech ha impiegato pinzette ottiche, ovvero raggi laser altamente focalizzati, per intrappolare migliaia di singoli atomi di cesio in una griglia. Per costruire questa matrice di atomi, i ricercatori hanno suddiviso un raggio laser in 12.000 pinzette, che hanno permesso di contenere 6.100 atomi all’interno di una camera a vuoto.
Nonostante il numero elevato di qubit, il team è riuscito a mantenere gli atomi in sovrapposizione per circa 13 secondi, un tempo quasi dieci volte superiore rispetto ai sistemi precedenti. Questa straordinaria capacità è stata raggiunta grazie a una manipolazione dei qubit con una precisione del 99,98%. Il fisico Gyohei Nomura ha sottolineato l’importanza di mantenere sia la quantità che la qualità, affermando che i qubit devono essere utili e che ora il team ha raggiunto entrambi gli obiettivi.
La mobilità degli atomi e le prospettive future
Il team ha anche dimostrato la capacità di spostare gli atomi di centinaia di micrometri, mantenendo la sovrapposizione. Questa abilità è fondamentale per i computer quantistici ad atomi neutri, poiché consente una correzione degli errori più efficiente. La ricerca in questo campo rappresenta un passo cruciale verso l’ottimizzazione dei computer quantistici, aprendo nuove strade per applicazioni future in vari settori scientifici e tecnologici.
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